Киноа крупа полезные свойства и способ приготовления


что это за крупа, полезные свойства и способы приготовления

Крупа киноа – один из самых полезных продуктов в мире, в составе которого фосфора больше, чем в рыбе, а белков, — чем в остальных злаках. Некогда она была основным блюдом инков. Сегодня же крупа незаменима в рационе веганов и сыроедов.

От «пищи богов» до «корма дикарей» и обратно

Киноа – псевдозерновое растение из рода маревых. На Руси известна как рисовая лебеда или квинта. По вкусовым особенностям и составу напоминает картофель и кукурузу.

Родиной растения считаются земли, прилегающие к озеру Титикака. Сытная и полезная культура составляла основной рацион местных жителей, за что получила наименование «матери зерен» и «дара богов».

По легенде, киноа использовалась в религиозных обрядах и церемониях, входя в состав священных напитков. Также о ценности семян для инков говорит тот факт, что в их посеве участвовал сам император, который первым бросал горсть в землю.

Белая киноа

С вторжением в эти края испанских завоевателей и распространением католицизма, киноа утратила свое сакральное значение: ее стали считать «кормом дикарей» и запретили к употреблению в пищу. Лишь со второй половины ХХ века бум на экологическую пищу вернул продукт в моду. Сегодня эта крупа почитается вегетарианцами и сторонниками здорового питания.

Подбирая подходящую крупу для питания астронавтов в космосе, в 1990-х годах ученые NASA выбрали киноа. Этот продукт длительного хранения насыщен всеми необходимыми полезными веществами и витаминами. Кроме того, потенциально его можно выращивать на космических станциях.

Особенности выращивания и цветения киноа

Неприхотливое диетическое растение распространено на высокогорных склонах Анд. Также киноа выращивают на Украине и в северных регионах европейской части России. Культура плохо адаптируется к жаркому и засушливому климату, но комфортно себя чувствует в холоде.

Внешне растение схоже с мавританской лебедой. Высота его стебля колеблется от 1,5 до 4 м. Листья трехлопастные, напоминающие гусиные лапы. Киноа имеет стержневую разветвленную корневую систему, что помогает культуре вытягивать влагу из бедной почвы и закрепляться на склонах гор.

Растение не нуждается в дополнительном опылении. Период цветения сменяется образованием высоких кистей в форме свечей с белыми, красными или желтыми мелкими цветками. Семена киноа достигают 3 мм в диаметре и напоминают зерна гречневой крупы.

В странах Европы киноа культивируется как овощное растение, семена и плоды которого добавляют в салаты.

Польза, вред и питательные свойства

Диетическая культура не содержит глютен и является незаменимым продуктом в рационе людей, которые:

  • страдают сахарным диабетом;
  • имеют проблемы с проходимостью сосудов и заболевания сердечно-сосудистой системы;
  • склонны к быстрому набору веса и ожирению;
  • страдают непереносимостью глютена.

Кроме того, продукт подходит вегетарианцам и сыроедам.

В составе преобладают:

  • витамины группы В, С, А, Е;
  • холин;
  • марганец;
  • калий;
  • фосфор;
  • магний;
  • железо.

Калорийность — 378 килокалорий на 100 грамм киноа.

Питательные веществаКоличество в 100 г
Белки13,33 г
Жиры5,56 г
Углеводы64,44 г
Клетчатка6,7 г
Сахара, включая NLEA4,44 г
Кальций, Ca47 мг
Железо, Fe4,44 мг

По своему составу культура относится к лекарственным растениям. Также в киноа насчитывается 20 незаменимых аминокислот, необходимых для выработки серотонина и лизина. На организм человека продукт оказывает комплексное воздействие, в том числе:

  • желче- и мочегонное;
  • антиоксидантное;
  • противовоспалительное;
  • успокоительное.

Также крупа киноа полезна в качестве средства профилактики:

развития онкологических заболеваний печени и поджелудочной железы;
ломкости костей;
болезней желудочно-кишечного тракта;
образования холестериновых бляшек.

Крупа киноа содержит больше белка и клетчатки, чем рис, пшеница и ячмень. По количеству входящего в состав крупы фосфора, она сравнима с рыбой.

Противопоказания к употреблению

Крупа киноа не имеет строгих противопоказаний к употреблению, но в редких случаях может вызвать аллергические реакции. Перед ее употреблением в пищу желательно проконсультироваться у аллерголога.

В киноа содержатся оксалаты, переизбыток которых приводит к образованию камней в почках. Поэтому крупа не подходит для ежедневного меню.

Вкусовые качества

Семена киноа горчат, так как их оболочка покрыта защитной сипаниновой оболочкой, отпугивающей насекомых, поэтому перед приготовлением их промывают и ошпаривают кипятком. После термообработки крупа приобретает нежно сливочно-ореховый привкус.

Аромат киноа близок к кунжуту и помогает раскрывать интенсивные кулинарные запахи.

Крупа киноа подходит детям первого года жизни в качестве кашевого прикорма.

Севиче с лососем и лебедой

Сфера применения

Основная сфера применения крупы киноа – кулинария. Разные части растения используют в приготовлении салатов, каш, выпечки, гарниров, первых и вторых блюд.

Рецепт крупы киноа с овощами

Приготовить разваристую кашу из крупы киноа с овощами можно с использованием следующих продуктов.

Перед началом приготовления крупу замачивают и хорошо промывают, чтобы ушла горечь. Варят киноа в подсоленной воде 20-25 минут. Готовую кашу снимают с огня. Затем:

  1. Капусту отваривают до готовности. Извлекают из воды и нарезают на части.
  2. Морковь натирают на терке и обжаривают в разогретом масле.
  3. В зажарку добавляют измельченный кубиками перец и помидор. Тушат 5 минут.
  4. Кашу и капусту перекладывают в сковороду. Перемешивают, тушат 3 минуты, добавляют специи и дают пропитаться под крышкой.

Подают в качестве гарнира или самостоятельного блюда.

Чтобы разнообразить блюдо, в кашу из лебеды можно добавить один сочный апельсин

Читайте также, что такое булгур и как его готовить вкусно

Как правильно готовить в мультиварке

Предварительно крупу прожаривают. Для этого включают режим «жарка», засыпают в чашу киноа (на 2 мультичашки крупы нужно 5 мультичашек воды) и прожаривают 5 минут.

Следующие этапы приготовления:

  1. Крупу заливают кипятком. Включают режим «каша». Готовят до звукового сигнала.
  2. После сигнала в чашу добавляют 50 г сливочного масла и дают настояться 10-15 минут.

Можно подать киноа с молоком и сахаром или с овощами.

Лебеда с яблоками и корицей

Сыроедение

По мягкости размоченные и сырые крупинки киноа схожи с зеленой гречкой. Их текстура подходит для сыроедческого плова.

Узнайте больше о пользе полбы для здоровья

Диетология

Киноа содержит биоусвояемый растительный белок и является полноценным источником растительного протеина. Крупа подходит для белковой диеты, восполняя в организме дефицит мяса и рыбы.

Как выбрать

Крупу киноа, как и другие зерновые культуры, продают в упаковках или на развес. При выборе продукта его нужно оценить визуально:

  • крупа не должна иметь примесей и мусора;
  • структура крупинок должна быть максимально одинаковой;
  • весовая крупа должна быть сухой.

Как правильно хранить крупу

Зерна быстро прогоркают, поэтому их не рекомендуется хранить больше 2-3 месяцев. Продлить срок годности киноа можно:

  • пересыпав крупу в стеклянную или керамическую емкость с притертой крышкой;
  • герметично закрыв и оставив в холодильнике.

Сколько стоит киноа

Купить крупу можно в крупных супермаркетах, таких как Ашан, или же оформив заказ в интернете.

Производитель, весЦена в рублях
Мистраль, 500 г207
Радоград, 200 г (белая)220
Радоград, 200 г (черная)170
Pollezno, 300 г (белая)320
Orgtium, 200 г (белая)225
Black Kinoa

Экзотическая крупа киноа с пикантным орехово-сливочным вкусом и целым набором питательных веществ и полезных свойств незаменима в рационе детей и взрослых. Ценные зерна добавляют в выпечку, супы и вторые блюда, раскрывая богатые кулинарные ароматы.

27 доказанных преимуществ квиноа для здоровья (№ 3 - WOW)

Что такое киноа

Возможно, вы слышали о лебеде (произносится как KEEN-wah), которую часто называют «суперпродуктом», и вам интересно узнать о ее преимуществах, которые уже давно признаются в кругах здоровья, но привлекли внимание СМИ только в только последние несколько лет.

Это зерно стало популярным среди людей, заботящихся о своем здоровье, благодаря своим полезным свойствам, включая большое количество белка, клетчатки и различных витаминов и минералов.

Он также богат магнием, железом, витаминами группы B, кальцием, калием, фосфором, витамином E и различными антиоксидантами.

Он также не содержит глютена и рекомендуется людям, соблюдающим безглютеновую диету.

После того, как вы попробуете это сами и узнаете, насколько он полезен, вы никогда не откажетесь от него в своем режиме питания.

История

Квиноа - зерновая культура, выращиваемая в основном для получения съедобных семян.

Это растение относится к роду гусиных лапок ( Chenopodium quinoa ), которые произрастают в районе озера Титикака в Перу и Боливии.

Согласно существующим историческим свидетельствам, растение возникло от 3000 до 5000 лет до нашей эры, когда оно было одомашнено народами Америки.

Кроме того, существуют археологические свидетельства наличия квиноа в гробницах Арики в Чили, Тарапаке, Каламе и в различных регионах Перу.

Доколумбовые цивилизации культивировали и использовали квиноа в качестве основного продукта питания в то время.

Инки называли киноа «материнским зерном».

Император инков откладывал землю золотым орудием при первом посеве сезона в знак признания того, что им предоставило растение.

В конце концов, квиноа была заменена злаками после прибытия испанцев.

Киноа к тому времени уже была хорошо развита в технологическом плане и широко распространена на территории инков и за ее пределами.

Первым испанцем, задумавшим о выращивании квиноа, был Педро де Вальдивия.

Он заметил посаженные в Консепсьоне посевы и понял, что туземцы используют это растение в пищу.

В своих королевских комментариях Гарсиласо де ла Вега описывает квиноа как второе зерно, возделываемое на Земле, чем-то напоминающее короткозерный рис или просо.

Он также отметил первую партию семян в Европу.

К сожалению, семена были мертвыми по прибытии и не могли прорасти, возможно, из-за высокой влажности во время морского путешествия.

В 1560 году Сьеса де Леон сообщил, что квиноа выращивают в высокогорьях Кито и Пасто.

Он также упомянул, что на этих холодных землях выращивается мало кукурузы, но много киноа.

В 1964 году Патиньо в своих хрониках La Pazmentions упоминает об использовании киноа в качестве источника пищи для коренных народов.

До своего одомашнивания дикая киноа - ее листья и семена - вероятно, сначала использовалась в основном в качестве источника пищи.

Имеются ранние свидетельства его морфологии на керамике из культуры Тиауанако.

На нем изображено растение квиноа с несколькими метелками вдоль стебля, что указывает на один из самых примитивных штаммов растения.

Генетическая изменчивость квиноа указывает на то, что это растение является олигоцентрическим видом с широко распространенным центром происхождения и множеством разновидностей.

Андский регион и, в частности, берега озера Титикака представляют наибольшее генетическое разнообразие и разнообразие.

Широкий спектр морфологических изменений затронул квиноа во время ее одомашнивания в результате деятельности человека.

К ним относятся более компактное соцветие на верхушке растения, увеличение размера семян и стебля, высокий уровень пигментации и потеря механизмов распространения семян.

Во время одомашнивания андские народы, несомненно, отбирали генотипы в соответствии с их использованием и устойчивостью к неблагоприятным биотическим и абиотическим воздействиям.

Это привело к появлению современных растений и экотипов с различными характеристиками, таких как «Пасанкалла» для тостов, «Чулпи» для супов, «Реалес» для «писсары» или зерна, «Койтос» для муки, «Витуллас» и «Ачачинос». »Для защиты от холода,« Utusaya »для защиты от засоления,« Quellus »или желтых семян для высокого урожая,« Kcancollas »для защиты от засухи,« Ratuquis »для раннего роста и« Ayaras »для обеспечения питательной ценности (высокий баланс незаменимых аминокислот. и белки).

Как растет киноа

Хотя это широколистное растение и не принадлежит к тому же семейству садовых культур, что и злаки, такие как пшеница, ячмень и овес, тем не менее, оно считается зерном.

Он отличается от более традиционных зерновых тем, что цветет прекрасными пурпурными или красными цветами, прежде чем попадет в семена.

Семена используются, как обычные зерна, для приготовления муки, круп, супов и алкоголя.

Климатические требования

Чтобы вырастить собственную киноа, вы должны знать, в каких условиях она требует:

  • Дней до прорастания: от 4 до 5
  • Дней до сбора урожая: от 90 до 120
  • Требования к освещению: Киноа требует солнечного света и коротких дней; длина должна быть оптимальной.
  • Требования к воде: Для прорастания семян и поддержки всходов необходимо регулярно поливать киноа, поддерживая его равномерное увлажнение. После того, как растения укоренились, вы должны время от времени поливать в сухую погоду, позволяя первым нескольким дюймам почвы высохнуть между поливами.
  • Почва: Она должна быть хорошо дренированной и плодородной с добавлением компоста. Чтобы подавить рост сорняков, удерживать влагу и регулировать температуру почвы, вы должны мульчировать верхнюю часть почвы, когда ростки достигают нескольких дюймов в высоту.
  • Температура: Оптимальные условия выращивания - прохладный климат с температурой от -4 ° C ночью до 35 ° C днем. Квиноа хорошо переносит морозы, за исключением периода цветения, что может вызвать стерилизацию пыльцы.
  • Контейнер: Контейнерное выращивание квиноа не подходит из-за размера растения.

Сейте семена киноа прямо в землю сразу после того, как пройдут последние весенние заморозки.

Идеальная температура почвы для киноа - 15 градусов по Цельсию.

Обязательно сажайте в начале сезона, чтобы урожай был завершен до того, как температура окружающей среды поднимется выше 30 градусов по Цельсию.

Более высокие температуры препятствуют росту квиноа и развитию семян.

В более теплом климате можно сеять семена в конце лета или в начале осени для зимнего цветения.

Сделайте почву рыхлой и насыпьте слой компоста.

Когда появятся всходы, прореживайте одно растение каждые 10-12 дюймов.

Пересадите семена в течение одной недели на участках, которые еще не проросли.

Разновидности

Люди, увлеченные этим растением, могли заметить сходство киноа и амаранта.

Оба растения с широкими листьями, семена которых используются в качестве зерна.

Однако, в отличие от киноа, которое выращивают в прохладное время года, амарант - это растение теплого сезона.

По этой причине посевы амаранта и киноа можно производить последовательно для весеннего и осеннего урожая.

Согласно информации на пакетах с семенами, квиноа устойчива к оленям.

Это универсальное растение с множеством применений, в том числе в качестве яркого декоративного цветка, а также в качестве источника пищи.

Съедобны даже молодые листья, их можно есть как приготовленными, так и сырыми.

Полевые растения квиноа

Так выглядит квиноа, растущая на большой высоте в горных районах.

Лебеда или белая киноа

Белая киноа - самый распространенный вид, доступный в магазинах.

Вы часто увидите, что это просто киноа.

Некоторые также называют это киноа слоновой кости.

Красная киноа

Сообщается, что красная киноа сохраняет форму после приготовления немного лучше, чем белая киноа, что делает ее более подходящей для таких рецептов, как холодные салаты, где особенно желательна четкая зернистость.

Киноа черная

Немного слаще и землистее, чем белая киноа, черная киноа сохраняет свой поразительный черный цвет при приготовлении.

Хлопья киноа

Как и хлопья ячменя или овсяные хлопья, хлопья киноа получают путем паровой прокатки цельнозернового ядра.

Для приготовления хлопьев требуется меньше времени, чем для цельных зерен (крупы), но, поскольку киноа уже является зерном для быстрого приготовления, эти хлопья служат отличным завтраком быстрого приготовления.

Мука из киноа

Трудно отличить муку из киноа от другой муки, но в этом вам придется довериться нам.

Это мука из киноа.

Интересные факты

Международный год квиноа, возможно, подошел к концу, но царствование квиноа как одного из самых здоровых продуктов всех времен, несомненно, сохранится.

Несмотря на растущую популярность, большинство людей мало что знают об этом древнем зерне.

Вот 5 забавных фактов об этом популярном суперпродукте.

  • Киноа - это вообще не зерно.Мы готовим и едим киноа, как и многие другие злаки, но с ботанической точки зрения это родственник шпината, мангольда и свеклы. Часть, которую мы едим, на самом деле представляет собой семена, приготовленные как рис, поэтому в киноа нет глютена. Его листья тоже съедобны.

  • Киноа - полноценный белок. Еще в 1955 году исследование авторов книги «Пищевая ценность сельскохозяйственных культур, содержание питательных веществ и качество белка в киноа» подтвердило питательную ценность киноа ( 1 ).
  • Существует более 100 видов киноа. Существует около 120 известных видов киноа. Наиболее продаваемые виды - белая, черная и красная квиноа.

  • Вероятно, вам следует прополоскать киноа. Если бы вы не промыли их сначала, высушенные семена были бы довольно горькими из-за соединения, которым они покрыты, но большинство современных упакованных квиноа было промыто, то есть обработано. Хотя, вероятно, было бы неплохо промыть киноа перед едой на всякий случай.
  • Что это за строка? Когда вы готовите киноа, вы, вероятно, заметите вьющийся «хвост», исходящий от семечек. На самом деле это зародыш семени, который немного отделяется, когда ваша киноа готова.

Польза киноа для здоровья

Киноа - один из самых популярных продуктов здорового питания в мире.

Он не содержит глютена, богат белком и является одним из немногих растительных продуктов, содержащих все 9 незаменимых аминокислот.

Квиноа также богата клетчаткой, магнием, витамином B, калием, кальцием, железом, фосфором, витамином E и различными полезными антиоксидантами.

Ниже показаны 27 подтвержденных наукой полезных свойств киноа, которое также известно как «маточное зерно», согласно статье о полевых культурах, опубликованной Университетом Висконсина и Университета Миннесоты (2).

Очень питательный

Несмотря на распространенное мнение, квиноа - это не зерно злаков, а скорее псевдозлаковое зерно (3).

Другими словами, это в основном «семя», приготовленное и съеденное, как зерно.

Вот содержание питательных веществ в одной чашке (185 грамм), которое также относится к вареной киноа (4):

  • Белок: 8 грамм
  • Клетчатка: 5 граммов
  • Марганец: 58% рекомендуемой суточной нормы
  • Магний: 30% рекомендуемой суточной нормы
  • Фосфор: 28% рекомендуемой суточной нормы
  • Фолиевая кислота: 19% рекомендуемой суточной нормы
  • Медь: 18% рекомендуемой суточной нормы
  • Железо: 15% рекомендуемой суточной нормы
  • Цинк: 13% рекомендуемой суточной нормы
  • Калий: 9% рекомендованной суточной нормы
  • Более 10% рекомендуемой суточной нормы витаминов B1, B2 и B6
  • Небольшое количество кальция, витамина E и B3 (ниацин)

Все это содержит в общей сложности 222 калории, включая 39 граммов углеводов и 4 грамма жиров.

Киноа также содержит небольшое количество жирных кислот омега-3.

Согласно статье 2009 года, опубликованной в журналах Journal of the Science of Food и Agriculture , квиноа получила высокую оценку за «необычный состав и исключительный баланс» белков, жиров и масел, а также витаминов и минералов. антиоксиданты и жирные кислоты, что делает его очень питательной пищей (5).

В статье также указано, что квиноа содержит фитогормоны, в отличие от многих других растительных продуктов.

А именно, фитогормоны помогают регулировать рост растений.

Некоторые типы, известные как фитоэстрогены, изучаются для лечения симптомов менопаузы, потому что иногда они обладают способностью вести себя в организме как эстрогены.

Квиноа не содержит глютена, ГМО и обычно выращивается органически.

Хотя технически это не зерно, оно все же считается цельнозерновым продуктом.

Ученые НАСА оценивают квиноа как подходящую культуру для выращивания в космосе, в основном из-за высокого содержания питательных веществ, простоты использования и простоты выращивания (6).

2013 год был фактически назван Организацией Объединенных Наций Международным годом квиноа из-за высокой питательной ценности растения и его потенциала для обеспечения продовольственной безопасности во всем мире (7).

Содержит кверцетин и кемпферол

Польза для здоровья от настоящей пищи выходит далеко за рамки привычных нам витаминов и минералов.

Вы можете найти тысячи микроэлементов, некоторые из которых очень полезны.

Сюда входят молекулы, называемые флавоноидами, которые являются растительными антиоксидантами, которые, как было доказано, имеют много преимуществ для здоровья.

Два флавоноида, заслуживающие тщательного изучения, - это кверцетин и кемпферол, соединения, которые в больших количествах содержатся в киноа (8).

Фактически, кверцетин содержится в большем количестве в киноа, чем в типичных продуктах с высоким содержанием кверцетина, таких как клюква (9).

Сообщается, что эти 2 молекулы обладают противовоспалительным, противоопухолевым, противовирусным и антидепрессивным действием.(10, 11, 12).

Одно исследование на животных, проведенное Отделением экспериментального ожирения Пеннингтонского центра биомедицинских исследований, показало, что кверцетин эффективен в снижении циркулирующих маркеров воспаления, наблюдаемых у животных (13).

Включив киноа в свой рацион, вы, несомненно, увеличите общее потребление этих важных питательных веществ, а также других важных растительных соединений.

Богато клетчаткой

Как и многие другие злаки, киноа богата клетчаткой.

В отличие от многих злаков, квиноа очень богата клетчаткой.

В одном исследовании, проведенном в Университете Валенсии в Испании, для определения количества клетчатки в них использовались 4 сорта киноа.

В результате получено от 10 до 16 граммов клетчатки на каждые 100 граммов (14).

Это равно 17–27 граммам на чашку, что очень много, более чем в два раза больше, чем у большинства злаков.

Гораздо меньше клетчатки содержится в вареной киноа, грамм на грамм, потому что она поглощает очень много воды.

К сожалению, большая часть клетчатки в киноа - это нерастворимая клетчатка, которая не так полезна для вашего здоровья, как растворимая.

При этом содержание растворимой клетчатки составляет около 1,5. граммов на 100 граммов (или 2,5 грамма на чашку), что все равно приличное количество.

Многочисленные исследования показали, что растворимая клетчатка может помочь снизить уровень холестерина, снизить уровень сахара в крови, увеличить чувство полноты и помочь с потерей веса (15, 16, 17).

В одном из этих исследований Немецкий институт питания человека обнаружил, что потребление пищевых волокон способствует ряду неожиданных метаболических эффектов, не зависящих от изменений массы тела, включая улучшение чувствительности к инсулину и модуляцию секреции некоторых гормонов кишечника ( 15).

.

Оценка общего содержания фенолов и флавоноидов, антиоксидантных свойств и урожайности аэропонически и традиционно выращенных листовых овощей и фруктовых культур: сравнительное исследование

Сравнение выхода продукта, общего количества фенолов, общего количества флавоноидов и антиоксидантных свойств проводилось в различных листовые овощи / травы (базилик, мангольд, петрушка и красная капуста) и фруктовые культуры (болгарский перец, помидоры черри, огурцы и кабачки), выращенные в аэропонных системах выращивания (AG) и в поле (FG).Среднее увеличение урожайности на 19%, 8%, 65%, 21%, 53%, 35%, 7% и 50% было зарегистрировано для базилика, мангольда, красной капусты, петрушки, болгарского перца, помидоров черри, огурец и кабачок соответственно при выращивании в аэропонных системах по сравнению с выращиванием в почве. Антиоксидантные свойства сельскохозяйственных культур AG и FG оценивали с использованием тестов 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила (DDPH) и клеточного антиоксиданта (CAA). В целом исследование показывает, что растения, выращенные в аэропонной системе, имели более высокий урожай и сопоставимые фенольные, флавоноидные и антиоксидантные свойства по сравнению с растениями, выращенными в почве.

1. Введение

С годами стали популярны исследования антиоксидантов как потенциальных терапевтических агентов для предотвращения повреждений, вызываемых свободными радикалами в организме человека. Антиоксиданты природного происхождения по сравнению с синтетическими антиоксидантами, присутствующими на рынке, привлекли значительное внимание потребителей и исследователей, поскольку существует опасение по поводу потребления синтетических антиоксидантов из-за их нестабильности и возможной активности как канцерогенов [1–3].

В последние годы потребление овощей и фруктов в среднем рационе было подчеркнуто за их вклад в снижение риска ряда опасных для жизни заболеваний, таких как ишемическая болезнь сердца, инсульт, легочные заболевания и различные виды рака [4– 13].Преимущества обусловлены наличием полифенолов, флавоноидов, каротиноидов и витаминов [14–16]. Из этих фитохимических веществ полифенолы широко известны как противовоспалительные, противовирусные, противомикробные и антиоксидантные средства [14].

На концентрацию фенольных и других вторичных метаболитов во фруктах и ​​овощах влияют многие факторы, включая почву, орошение и климатические условия. Возделывание сельскохозяйственных культур на почве может также приводить к изменчивости от года к году состава фитохимических веществ и общего урожая [17].Следовательно, наблюдается повышенный интерес к гидропонному / аэропонному выращиванию, которое имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционным культивированием почвы, включая меньший контакт с почвой или пылью (при выращивании на открытом воздухе). Следовательно, меньше вероятность заражения вредителями и почвенными патогенами [18, 19]. Кроме того, выращивание в домашних условиях на гидропонике / аэропонике обеспечивает лучший контроль качества продукции с точки зрения вторичных метаболитов и урожайности за счет полного контроля над поступлением питательных веществ.Выращивание в закрытом грунте при контролируемых и оптимизированных условиях окружающей среды может дополнительно увеличить урожайность продукта, а также устранить проблемы, связанные с колебаниями погодных условий на открытом воздухе.

В настоящем исследовании была сделана попытка оценить разницу, если таковая имеется, в качестве и количестве продукции между культурами, выращиваемыми в гидропонных / аэропонных системах и в почве.

2. Материалы и методы
2.1. Растительный материал

Саженцы различных листовых овощей / трав (базилик, Ocimum basilicum ; мангольд, Beta vulgaris ; петрушка, Brassica oleracea ; красная капуста, Petroselinum crispum ) и плодовых культур (болгарский перец, Capsicum annuum ; томаты черри Solanum lycopersicum ; огурцы Cucumis sativus ; кабачки Cucurbita pepo ) в течение мая 2012 года выращивались в двухдюймовых горшках.Одномесячные полностью сформировавшиеся саженцы пересаживали на испытательный участок и в аэропонные системы выращивания (Tower Garden от Juice Plus +, Collierville, TN, USA). Семьдесят два саженца каждого листового овоща и двадцать четыре саженца каждой плодовой культуры были посажены на 24 аэропонных системах Tower Garden и на испытательном участке.

Экспериментальная площадка располагалась на территории полевого комплекса Национального центра исследований природных продуктов Научно-исследовательского института фармацевтических наук Школы фармацевтики Университета Миссисипи.Все сады Башни и испытательный участок находились близко друг к другу, чтобы обеспечить одинаковые условия окружающей среды. Питательный раствор доставлялся в каждый Tower Garden вручную 1-2 раза в неделю, чтобы поддерживать объем в резервуаре от 15 до 20 галлонов. Электропроводность и pH питательного раствора в Tower Garden измеряли каждый день и поддерживали в этом диапазоне на протяжении всего эксперимента. Растения собирали, когда съедобные продукты достигли самой ранней стадии урожая.Продукты Tower Garden и полевые культуры оценивали и сравнивали по общему урожаю, фенольным соединениям, флавоноидам и антиоксидантной активности с использованием анализов клеточного антиоксиданта (CAA) и 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила (DDPH).

2.2. Измерение урожайности

Свежий вес каждого урожая измерялся до последнего урожая, а общий урожай был рассчитан в конце сезона для каждой культуры. На основе общей урожайности, количества размноженных растений и количества произведенных плодов для каждой культуры, выращенной на аэропонных системах Tower Garden, рассчитывалась средняя урожайность с растения, среднее количество плодов на растение и средний вес плодов. и в поле.

2.3. Сбор образцов

Восемнадцать образцов (девять из аэропонных систем выращивания и девять с поля, по 200–400 г каждый) каждой культуры были собраны для антиоксидантного анализа и определения общего содержания фенолов и флавоноидов. Свежесобранный растительный материал собирали и помещали в контейнер, содержащий сухой лед. Сразу после сбора растительный материал был доставлен в лабораторию и хранился при -80 ° C до дальнейшего использования. Затем все образцы сушили вымораживанием и измельчали ​​с помощью планетарной шаровой мельницы (PM-400, Retsch, GmbH, Германия) при низкой температуре.Из девяти, три произвольно выбранных лиофилизированных порошкообразных образца каждой культуры из Тауэрского сада и поля были использованы для дальнейшей экстракции.

2.4. Приготовление экстракта для определения общих фенольных, флавоноидных и антиоксидантных свойств

Для приготовления экстракта использовали высушенный растительный материал (10 г) из каждого образца. Образцы экстрагировали 75 мл (95% об. / Об.) Этанола при 40 ° C в течение 10 мин; процесс экстракции повторяли трижды. Растворитель выпаривали при 40 ° C при пониженном давлении.Высушенный экстракт использовали для дальнейшего анализа.

2.5. Определение общего содержания фенолов и флавоноидов
2.5.1. Реагенты и химикаты

Реагент Фолин-Чокальтеу, галловая кислота и стандарты кверцетина были получены от Sigma-Aldrich Co. (Сент-Луис, Миссури, США). Гексагидрат хлорида алюминия, метанол и карбонат натрия были получены от Fisher Scientific (Fair Lawn, NJ, USA). Воду очищали с использованием системы Milli-Q (Millipore).

2.5.2. Приготовление образца

Около 10-50 мг экстракта растворяли в 5 мл метанола и обрабатывали ультразвуком в течение 45 минут при 40 ° C с последующим центрифугированием при 1000 × g в течение 10 минут.Прозрачный супернатант собирали и хранили в желтой бутылке для анализа.

2.5.3. Общее содержание фенолов

Общее содержание фенолов в экстрактах определяли с использованием реагента Фолина и Чокалтеу, следуя методу, описанному Синглтоном и Росси [20] с небольшими изменениями. Показания образца и стандарта были получены с использованием спектрофотометра (Cary 50 Bio UV-Vis Spectrophotometer, Varian) при 765 нм относительно холостого реагента.

Тестовый образец (0,2 мл) был смешан с 0.6 мл воды и 0,2 мл фенольного реагента Фолин-Чокальтеу (1: 1). Через 5 минут к смеси добавляли 1 мл насыщенного раствора карбоната натрия (8% мас. / Об. В воде) и доводили объем до 3 мл дистиллированной водой. Реакционную смесь выдерживали в темноте в течение 30 мин и после центрифугирования измеряли оптическую плотность синего цвета различных образцов при 765 нм. Содержание фенола рассчитывали как эквиваленты галловой кислоты GAE / г сухого растительного материала на основе стандартной кривой галловой кислоты (5–500 мг / л,,).Все определения проводили в трех экземплярах.

2.5.4. Общее содержание флавоноидов

Для определения общего содержания флавоноидов в пробе использовали колориметрический метод хлорида алюминия [21–24]. Для определения общего количества флавоноидов кверцетин использовали для построения стандартной калибровочной кривой. Исходный раствор кверцетина готовили растворением 5,0 мг кверцетина в 1,0 мл метанола, затем готовили стандартные растворы кверцетина путем серийных разведений с использованием метанола (5–200 мкг г / мл).Разбавленные стандартные растворы или экстракты кверцетина в количестве 0,6 мл отдельно смешивали с 0,6 мл 2% хлорида алюминия. После перемешивания раствор инкубировали 60 мин при комнатной температуре. Оптическую плотность реакционных смесей измеряли относительно холостого опыта при длине волны 420 нм с помощью спектрофотометра Varian UV-Vis (спектрофотометр Cary 50 Bio UV-Vis, Varian). Концентрация общего содержания флавоноидов в исследуемых образцах была рассчитана по калибровочному графику (,) и выражена в мг эквивалента кверцетина (QE) / г высушенного растительного материала.Все определения проводили в трех экземплярах.

2.6. Определение антиоксидантной активности

Экстракты растворяли в диметилсульфоксиде (ДМСО), чтобы получить исходный раствор 20 мг / мл. Антиоксидантную активность экстрактов измеряли при концентрации 500 мк г / мл следующими двумя способами.

2.6.1. Анализ 2,2-дифенил-1-пикрилгидразил (DPPH)

Способность растительных экстрактов (500 μ г / мл) непосредственно реагировать со свободными радикалами и гасить их, как описано ранее [25].Исходный раствор DPPH (200 мкМ M) готовили в этаноле. Анализ проводили в 96-луночных планшетах. Реакционную смесь, содержащую 100 мкл л DPPH и 100 мкл л разбавленного исследуемого образца, инкубировали при 37 ° C в течение 30 мин. Поглощение измеряли при 515 нм. Галловую кислоту использовали в качестве положительного контроля. Активность улавливания радикалов DPPH в процентах рассчитывалась следующим образом: Галловая кислота проявила 95% активность по улавливанию радикалов при 20 мк М.

2.6.2. Анализ клеточной антиоксидантной активности (анализ CAA)

Клеточную антиоксидантную активность измеряли в клетках HepG 2 , как описано Wolfe и Rui [26]. Метод измеряет способность фитохимических веществ в экстрактах растений предотвращать внутриклеточную генерацию пероксирадикалов в ответ на ABAP (используемый в качестве генератора пероксильных радикалов). Анализ CAA является более биологически значимым методом, чем химический анализ, поскольку он представляет сложность биологической системы и учитывает клеточное поглощение, биодоступность и метаболизм антиоксидантного агента.

HepG 2 клеток (полученных из Американской коллекции типовых культур, ATTC, Роквилл, Мэриленд) выращивали в DMEM с добавлением 10% FBS и антибиотиков (50 единиц / мл пенициллина и 50 мкл г / мл стрептомицина). Для анализа клетки высевали в лунки 96-луночного планшета с плотностью 60000 клеток / лунку и инкубировали в течение 24 часов. Среду удаляли, и клетки промывали PBS перед обработкой исследуемым образцом (500 мкл мкг / мл), разведенным в среде, содержащей 25 мкл М DCFH-DA, в течение 1 часа.После удаления среды клетки обрабатывали 600 мкл M ABAP, и планшет немедленно помещали на планшет-ридер SpectraMax для кинетических измерений каждые 5 мин в течение 1 часа (37 ° C, испускание при 538 и возбуждение при 485 нм). . Кверцетин использовали в качестве положительного контроля. Антиоксидантную активность выражали в единицах CAA. Площадь под кривой (AUC) флуоресценции в зависимости от времени использовали для расчета единиц CAA, как описано Вулфом и Руи [26]: Кверцетин показал, что CAA составляет 60 единиц при 16 μ M.Это указывает на то, что кверцетин (при 16 мкМ М) вызывал 60% ингибирование клеточной генерации пероксильных радикалов в клетках HepG 2 .

2.7. Статистический анализ

Все эксперименты по определению общих фенольных соединений, общих флавоноидов и антиоксидантных свойств с использованием DPPH и клеточного антиоксидантного анализа (CAA) проводили в трех повторностях. Значения выражены как среднее ± стандартное отклонение (SD). Средняя урожайность была рассчитана путем деления общей урожайности на количество выращенных растений.Статистический анализ результатов был выполнен с помощью сельскохозяйственного модуля с использованием пакета статистических программ версии 2.2.1 (основа для статистических вычислений, Вена, Австрия) [27]. Дисперсионный анализ и значимость различий между средними значениями были проверены с помощью однофакторного дисперсионного анализа и наименьшего значимого различия (LSD) средних значений. Коэффициенты корреляции () и коэффициенты детерминации () рассчитывались с помощью Microsoft Excel 2007.

3. Результаты
3.1. Урожайность сельскохозяйственных культур

В таблице 1 показано сравнение средней урожайности с одного растения, среднего веса плодов и среднего количества плодов с одного растения для различных культур, выращиваемых в аэропонных системах выращивания (AG) и в поле (FG).Средняя урожайность с одного растения (и общая урожайность) была выше у культур, выращиваемых в аэропонных системах, по сравнению с культурами, выращиваемыми в поле. Среднее увеличение урожайности примерно на 19%, 8%, 65% и 21% было зарегистрировано для базилика, мангольда, красной капусты и петрушки (листовые овощи) при выращивании в аэропонных системах. Аналогичным образом, среднее увеличение урожайности примерно на 53%, 35%, 7% и 50% было зарегистрировано для болгарского перца, помидоров черри, огурцов и кабачков (плодовых культур), соответственно, при выращивании в аэропонных системах по сравнению с урожаем. растения, выращенные в почве.Средний вес огурцов был выше у растений, выращиваемых в поле, тогда как средний вес кабачков и болгарского перца был выше у растений, выращиваемых в аэропонных системах. Сравнимый средний вес плодов (21,78 г в FG и 20,61 г в AG) наблюдался для томатов черри, выращенных в двух типах систем выращивания. С другой стороны, среднее количество плодов с одного растения было выше у всех плодовых культур, выращиваемых в аэропонных системах Tower Garden, по сравнению с выращиваемыми в почве.

.

Влияние методов обработки почвы на свойства почвы и урожайность в системе возделывания пшеницы-грибов-риса в субтропических климатических условиях

Это исследование было проведено для определения сельскохозяйственных циклов, необходимых для улучшения состояния ОВ в почве, и для изучения влияния среднесрочной обработки почвы. методы определения свойств почвы и урожайности в почве Gray Terrace в Бангладеш под пшеницей-машом-T. aman система посева. Четыре различных метода обработки почвы, а именно нулевая обработка почвы (ZT), минимальная обработка почвы (MT), традиционная обработка почвы (CT) и глубокая обработка почвы (DT), были изучены в рандомизированном полном блоке (RCB) в четырех повторностях.Практика обработки почвы положительно повлияла на свойства почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. После четырех сельскохозяйственных циклов наибольшее накопление ОВ, максимальная плотность корневой массы (глубина почвы 0–15 см) и улучшенные физические и химические свойства были зафиксированы при консервативной обработке почвы. Плотность насыпи и частиц была уменьшена благодаря методам обработки почвы, которые имели наибольшее снижение этих свойств и наибольшее увеличение пористости и производительности поля при нулевой обработке почвы. Наибольшее количество N, P, K и S в имеющихся формах было зарегистрировано при нулевой обработке почвы.Все методы обработки почвы показали одинаковую урожайность после четырех лет сельскохозяйственных циклов. Таким образом, мы пришли к выводу, что нулевая обработка почвы с сохранением 20% растительных остатков оказалась подходящей для здоровья почвы и достижения оптимальной урожайности при системе возделывания на почве Gray Terrace (Aeric Albaquept).

1. Введение

Целостное управление пахотными почвами является ключом к решению наиболее сложных, динамичных и взаимосвязанных свойств почвы, таким образом поддерживая устойчивые системы сельскохозяйственного производства, являющиеся единственной основой человеческой цивилизации.Любая практика управления почвой для изменения неоднородного тела может привести к щедрым или вредным результатам [1, 2]. Неподходящие методы управления вызывают ухудшение состояния почвы (истощение органических и других питательных веществ), а также снижение урожайности сельскохозяйственных культур [3]. Уменьшение нарушения почвенного покрова за счет уменьшения обработки почвы влияет на несколько взаимосвязанных физически [4], химически [5] и биологически [6, 7] свойств природного тела.

Обработка почвы является одним из важных факторов, влияющих на свойства почвы и урожайность сельскохозяйственных культур.Среди факторов растениеводства обработка почвы составляет до 20% [8] и влияет на устойчивое использование почвенных ресурсов, влияя на ее свойства [9]. Разумное использование методов обработки почвы преодолевает почвенные ограничения, в то время как несвоевременная обработка почвы может вызвать множество нежелательных результатов, например, разрушение структуры почвы, ускоренную эрозию, потерю органических веществ и плодородия, а также нарушение круговоротов воды, органического углерода и растений. питательное [10]. Уменьшение обработки почвы положительно влияет на несколько аспектов почвы, в то время как чрезмерные и ненужные операции по обработке почвы вызывают противоположные явления, вредные для почвы.Поэтому в настоящее время существует значительный интерес и акцент на переходе от экстремальной обработки почвы к консервативным и нулевым методам обработки почвы с целью контроля процесса эрозии [11]. Традиционные методы обработки почвы вызывают изменение структуры почвы за счет изменения объемной плотности почвы и ее влажности. Кроме того, повторное нарушение традиционной обработки почвы приводит к более тонкой и рыхлой структуре почвы, в то время как консервативные методы и методы нулевой обработки почвы оставляют почву нетронутой [12]. Это различие приводит к изменению характеристик сети пор.Количество, размер и распределение пор снова контролируют способность почвы накапливать и рассеивать воздух, воду и сельскохозяйственные химикаты и, таким образом, в свою очередь, регулируют эрозию, сток и урожайность [13]. Потери почвенного органического углерода (SOC) и ухудшение других свойств были преувеличены при использовании традиционной обработки почвы [14]. С другой стороны, консервативная обработка почвы со временем улучшает показатели качества почвы [15], включая хранение SOC [16].

В течение первых 4 лет обработки почвы Ротон [17] определил 10% потерю исходного содержания органического вещества почвы при вспашке.Манн [18] также оценил истощение почвенного органического вещества от 16 до 77%, вызванное обработкой почвы. В большинстве случаев усиленная обработка почвы или увеличение сроков обработки почвы приводили к снижению содержания углерода в почве. Когда традиционная обработка почвы превращается в почвосохраняющую, сокращаются как выбросы CO 2 из почвы, так и поглощение азота растениями. Аль-Каиси [19] сообщил, что сокращение обработки почвы значительно снижает потери SOC из почв с высоким содержанием органических веществ. Непрерывное возделывание зерновых культур в основных районах выращивания зерновых в Бангладеш приводит к снижению питательного статуса почвы в большинстве районов.Следовательно, произошло истощение соответствующего SOC и азота, и эта проблема должна решаться посредством фиксации азота растением. В этой ситуации бобовые культуры, такие как маш, могут фиксировать азот в диапазоне 30–40 кг N га –1 [20].

Система земледелия оказывает огромное влияние на физические и химические свойства почвы и, следовательно, на урожайность сельскохозяйственных культур [21]. Плодородие почв часто изменяется в зависимости от систем землепользования и возделывания сельскохозяйственных культур и методов управления земельными ресурсами [22]. Интенсивное земледелие способствует извлечению питательных веществ из почвы без естественного пополнения.Ограниченная практика возделывания культур на основе бобовых, сидератов и джута привела к истощению содержания органического вещества в почвах Бангладеш [23]. Использование сидератов, особенно бобовых, в структуре посевов может помочь восстановить урожайность сельскохозяйственных культур. Основная система возделывания зерновых в Южной Азии - это рис и пшеница, выращиваемые на одном поле, но в разные сезоны в течение одного года. В настоящее время около 12 миллионов гектаров земли в Пакистане, Непале, Индии и Бангладеш используют эту схему возделывания культур, что составляет почти четверть производства зерновых в регионе.После риса важным компонентом посевных площадей в Бангладеш стала пшеница, которая возделывается в основном после риса на (низменный рис, выращиваемый в сезон дождей с июня по ноябрь в Бангладеш и Восточной Индии). Растениеводство может быть увеличено за счет применения соответствующей обработки почвы и выбора подходящих культур в структуре возделывания, включая зернобобовые, что требует интенсивных полевых исследований [23, 24]. Пока неизвестно, работает ли консервативная обработка почвы лучше, чем давно применяемые традиционные методы обработки почвы с точки зрения улучшения почвенных и влияющих на урожай характеристик специфических и неземных почвенно-водно-растительных экосистем региона.Поскольку, согласно сообщениям, консервативная обработка почвы положительно влияет на почву, они также могут быть решением проблемы плохо управляемого состояния почвы в районе системы посева риса и пшеницы. Влияние среднесрочных методов обработки почвы на свойства почвы в почве Gray Terrace под пшенично-маш-T. aman (высокий традиционный рис, некоторые из которых являются глубоководным рисом) не зарегистрированы. Настоящее исследование, таким образом, было инициировано со следующими целями. Конкретная цель исследования заключалась в том, чтобы наблюдать, сколько циклов возделывания потребуется для накопления органического вещества (ОВ) в почве, а общие цели заключались в оценке влияния методов обработки почвы на гидрофизические свойства почвы, а также в изучении влияния методов обработки почвы по урожайности пшеницы-маш-Т. aman системы земледелия, и изучить среднесрочное влияние методов обработки почвы на состояние органического вещества почвы.

2. Материалы и методы
2.1. Область исследования

Полевой эксперимент проводился в Бангладешском научно-исследовательском институте сельского хозяйства (BARI), Газипур, Бангладеш, в течение четырех лет подряд с 2008 по 2012 год. Физические характеристики и химический статус исходной почвы показаны в таблицах 2 и 3. соответственно. Экспериментальный участок расположен в центре агроэкологической зоны урочища Мадхупур (AEZ-28) примерно на 24 ° 23 ′ северной широты и 90 ° 08 ′ восточной долготы со средней высотой 8.4 м над средним уровнем моря. Почва относится к серии Chhiata почв Grey Terrace (Aeric Albaquept) под порядком Inceptisols в Таксономии почв USDA [24, 25]. Морфологические и таксономические характеристики экспериментального участка представлены в таблице 1. Класс текстуры - суглинок с рН почвы 5,7, тип почвы - средне высокий. Географическое положение района Газипур представлено на Рисунке 1.


Виды растений Средняя урожайность с одного растения (г) Средний вес плодов (г) Среднее количество плодов с одного растения
FG AG FG AG FG AG

33

Морфологические характеристики
Населенный пункт БАРИ, Газипур, Бангладеш
Географическое положение 24 ° -0 ′ Северной широты, 90 ° -25 ′ восточной долготы, 8.Высота 40 м над уровнем моря
AEZ Урочище Мадхупур (AEZ 28)
Общий тип почвы Почти нейтральный pH почвы, почвы Серой террасы (Aeric Albaquept)

Таксономическая классификация почв
Порядок Инцептизол
Подряд Акепт
Подгруппа Аэрик Альбакепт
Серия почвы Чхиата
Физико-географическая единица Мадхата Дренаж Умеренный
Уровень паводка Выше уровня паводка
Растительность Чистая обработка и поддержание структуры посевов
Топография Среднегорья, 8.Высота 40 м над уровнем моря


Гранулометрический состав Значение

Песок (%) 35,30
Ил (%) 37,29
Глина (%) 27,41
Класс текстуры Суглинок
Насыпная плотность (г · см −3 ) 1 .60
Плотность частиц (г · см −3 ) 2,58
Общая пористость (%) 37,98
Содержание влаги в полевых условиях (%) 24,00


Глубина pH OM Всего
P S B Cu Fe Mn Mn K Ca Mg
(см) - (%) (%) (мг кг −1 )

0–25 5.7 1,30 0,085 13 12 0,15 7,34 590 17,63 2,12 70 1202 240
Критический уровень 14 0,20 1,0 10,0 5,00 2,00 78 400 96


субклиматический район мокрый и влажный.Сильные дожди случаются в сезон дождей и мало в другое время. Климатические данные исследуемой территории за период с 2008 по 2012 год показывают, что среднегодовое количество осадков превышает 1600 мм, из которых 72,2% выпадает в течение основного вегетационного периода (Хариф: один из трех сезонов в бенгальском календаре урожая, начиная с середины -Март и протяженность до середины октября), то есть с середины марта 2009 г. до середины октября 2009 г. Только июль и август обеспечили более 50% годового количества осадков (Рисунок 2).С конца октября до середины марта минимальные и максимальные температуры были в самом низком диапазоне, тогда как с середины марта до середины октября температура была в максимальном диапазоне. Однако самая высокая максимальная температура была зафиксирована в мае (рис. 3 (а)).


Периоды с октября по май практически засушливые. Относительная влажность (%) варьировалась днем ​​и ночью, из которых в дневное время относительная влажность (%) составляла около 90 (%), а ночью колебалась в широком диапазоне от 43 до 85% в феврале и марте, соответственно (рис. (б)).

2.2. Урожайный сезон

В Бангладеш три основных сельскохозяйственных сезона: Раби, Хариф-I и Хариф-II. Сезон раби длится с середины октября до середины марта, сезон Хариф-I - с середины марта до конца июня, сезон Хариф-II - с начала июля до середины октября. В этом эксперименте пшеница выращивалась в сезон Раби, тогда как маш и T. aman выращивались в Хариф-I и Хариф-II, соответственно.

2.3. Опытная культура

Первой культурой системы возделывания была пшеница ( Triticum aestivum L.) cv. Сурав, собранный в Центре исследования пшеницы (WRC) BARI, Газипур. Это полукарликовый, раннеспелый сорт с крупным белым зерном, который подходит для выращивания как на орошаемых, так и на богарных условиях. Семена маша ( Vigna radiata L. Wilczek) cv. BARI Mung 5 были собраны в Центре исследования зернобобовых культур BARI, Газипур, тогда как семена T. рис аман ( Oryza sativa L.) сорт. BRRI dhan39 были собраны в Бангладешском научно-исследовательском институте риса (BRRI), Газипур, Бангладеш.

2.4. План эксперимента

Эксперимент проводился в виде рандомизированного полного блока с четырьмя повторениями. Схема эксперимента была выполнена следующим образом: нулевая обработка почвы (ZT: одна щель открыта для посева или пересадки семян), минимальная обработка почвы (MT: вспашка культиватором с сохранением глубины рычагом регулировки глубины до 6–8 см), традиционная обработка почвы. (CT: аналогично MT до глубины 14–16 см) и глубокая обработка почвы (DT: обработка чизельным плугом до глубины 24–26 см).Размер участка 5 м × 4 м.

2,5. Внесение удобрений и другие межкультурные операции

Дозы удобрений для пшеницы (Sourav), маша и T. aman риса были N 120 P 35 K 75 S 20 Zn 2 , N 20 P 10 K 13 S 5 и N 90 P 18 K 48 S 7,5 кг га −1 вместе с коровьим навозом (CD) 5 т га - 1 , соответственно, исходя из более высокой цели [25].Потребности в удобрениях были рассчитаны на основе испытаний почвы. В случае первого урожая (пшеница) треть мочевины, все количество тройного суперфосфата (TSP) и коровий навоз были внесены во время окончательной подготовки почвы. Остаток мочевины, MoP, гипса и ZnSO 4 вносили двумя равными долями на 3-й и 5-й неделях после посева семян. Для второго урожая (маш) все количество удобрений было внесено во время окончательной подготовки земли. Для третьей культуры (рис. аман ) одна треть мочевины и весь TSP были внесены во время окончательной подготовки почвы, а оставшаяся часть мочевины, MoP, гипса и ZnSO 4 были внесены двумя равными долями на 3-м участке. и 5-я неделя после пересадки рассады.Орошение и другие межкультурные операции проводились по мере необходимости. Влажность почвы интенсивно контролировалась тензиометром, а пробы почвы - гравиметрическим методом [26].

2.6. Посев / пересадка семян

Семена пшеницы (сорт shatabdi) были посеяны в последнюю неделю ноября за все годы экспериментов, в то время как первый последующий урожай, маш (сорт BARI mung 5), транслировался вручную на второй неделе. апреля и второго последующего урожая T. aman (cv.BRRI dhan 39), пересаживали в первую неделю июля. После двукратного сбора стручков в почву вносили общую биомассу маша. Расстояние между BRRIdhan 39 и пшеницей составляло 25 × 15 см и 15 × 5 см соответственно. Опытные участки фиксировались в течение всего периода роста.

2.7. Процедуры отбора проб

Во все посевные годы пшеница собиралась в первую неделю апреля, тогда как уборка маша была начата в первую неделю июня и продолжалась до третьей недели июня.Аналогичным образом рис на тенге был собран в первую неделю ноября при полной зрелости. Данные о пшенице, маше и T. aman были записаны с площади в один квадратный метр с каждого участка и затем преобразованы в урожайность с гектара. Все посевы вырезали на уровне земли. Обмолот, очистка и сушка зерна производились отдельно, на участках. Вес зерна и соломы регистрировали по площади. Около двадцати процентов (20%) остатков осталось на экспериментальном поле в случае посевов пшеницы и риса.Образцы почвы отбирались на глубине 0–25 см с каждого участка перед посевом / посадкой и в конце каждого цикла посева ежегодно.

2,8. Анализ почвы

Затем образцы почвы были проанализированы на pH, ОВ, N, P, K и Zn в соответствии со стандартными процедурами [5]. PH почвы измеряли с помощью pH-метра со стеклянным электродом (WTW pH 522) при соотношении почвы и воды 1: 2,5, как описано Ghosh [27], органический C почвы измеряли методом влажного окисления Walkley and Black, как описано Jackson et al. al.[28], а общий N был измерен методом микро-Кьельдаля [5]; доступный P был определен по методу Ольсена [28], обменный K был определен с использованием метода экстракции NH 4 OAC [26], S был определен турбидиметрическим методом с помощью спектрофотометра с длиной волны 420 нм [5] , Ca определяли комплексометрическим методом титрования с использованием Na 2 -TA в качестве комплексообразователя [5], Mg определяли с помощью метода экстракции NH 4 OAC [26], и доступные Zn, Cu, Fe и Mn определяли методом экстракции диэтилентриаминпентауксусной кислотой (ДТПА) [29].Распределение частиц по размерам было выполнено ареометром [26], а текстурный класс определен с использованием текстурного треугольника USDA. Насыпную плотность и плотность частиц образцов почвы определяли методом керна и пикнометром соответственно [30]. Пористость почвы рассчитывалась по соотношению объемной плотности и плотности частиц с использованием (1). Емкость почвы и постоянная точка увядания измерялись с помощью прижимной плиты, а содержание доступной воды рассчитывалось с использованием (2) [26].Рассмотреть возможность где BD - объемная плотность (г см −3 ), PD - плотность частиц (г см −3 ), и где - доступная влажность (см) на глубине 60 см, FC - полеводкость (%), а PWP - точка постоянного увядания (%).

Метод двойного кольцевого инфильтрометра использовался для определения инфильтрации воды и рассчитывался как совокупная инфильтрация и скорость инфильтрации в мм ч -1 .

2.9. Анализ корней

Плотность массы корней измерялась на максимальной вегетационной стадии на трех различных глубинах почвы (0–15, 15–30 и 30–45 см) с помощью шнекового пробоотборника корней диаметром 15 см (6 дюймов) и 22 см. .5 см (9 дюймов) в длину, используя (3) [31]. Рассмотреть возможность

2.10. Статистический анализ

Дисперсионный анализ для различных урожаев сельскохозяйственных культур и физических и химических свойств почвы был проведен с использованием метода ANOVA, а средние значения были определены методом множественного диапазона Дункана (DMRT) [32]. Расчет и построение графиков производились с помощью программы Microsoft Excel 2003.

3. Результаты
3.1. Изменение физических свойств почвы
3.1.1. Насыпная плотность, плотность частиц, пористость, полевая емкость и точка постоянного увядания

Объемная плотность (Bd), плотность частиц (Pd), пористость, полевая вместимость и постоянная точка увядания зависели от различных методов обработки почвы. Насыпная плотность почвы значительно варьировалась в зависимости от способа обработки почвы. Через четыре года объемная плотность снизилась из-за методов обработки почвы. Наибольшее снижение Bd (6,41%) было обнаружено у ZT, за которым следует MT (3,95%), в то время как DT показал самое низкое снижение (рис. 4 (а)).Плотность почвенных частиц снизилась после четырех лет исследований. Наибольшее снижение было отмечено для ZT, а минимальное - для DT (рис. 4 (б)). После четырех лет сельскохозяйственных циклов пористость увеличилась по сравнению с начальным значением (увеличение ZT, MT и CT на 6,2, 2,9 и 0,69% соответственно) (Рисунок 5 (a)). Пропускная способность поля (FC) также была увеличена за счет различных методов обработки почвы. Наибольшее увеличение FC (14,65%) было обнаружено у ZT, за которым следует MT (8,52%). CT показал самый низкий прирост емкости месторождения по сравнению со значением за первый год (Рисунок 5 (b)).На постоянную точку увядания (PWP) также повлияли различные методы обработки почвы. Через четыре года постоянная точка увядания снизилась из-за методов обработки почвы (Рисунок 6 (c)). Наибольшее снижение (11,91%) было обнаружено у ZT, за ним следовало CT (8,32%) и самое низкое снижение (1,13%) у DT.

3.1.2. Содержание влаги в почве

После четырех лет экспериментов результат не показал значительных изменений в доступном содержании воды (AWC) из-за различных обработок почвы, тогда как AWC были значительными после завершения первого и второго циклов возделывания.В конце исследования максимальное содержание доступной воды (AWC) было обнаружено при глубокой обработке почвы (16,50 см), а минимальное AWC (14,30 см) - в ZT (Рисунок 6 (a)).

3.1.3. Инфильтрация

На инфильтрацию воды в почву повлияли различные методы обработки почвы. Было обнаружено, что скорость инфильтрации увеличивается после каждого цикла выращивания. Через четыре года наибольшее увеличение (18,44%) было обнаружено у ZT, за которым следовали MT (7,35%), тогда как CT и DT показали тенденцию к снижению через два года (Рисунок 6 (b)).Максимальное снижение (3,31%) наблюдалось в DT, а минимальное - в CT. Самый высокий уровень пересечения был обнаружен в DT, за которым следует CT, что объясняет, что при глубокой обработке почвы наблюдается более высокая начальная инфильтрация (Рисунок 7).

3.1.4. Состояние органических веществ в послеуборочной почве

Содержание органических веществ в исходной почве составляло 1,3%, но изменилось из-за различных методов обработки почвы после пшеницы-маша-T. человек цикла обработки. Содержание органических веществ в 2009 г. составляло от 1,3 до 1,5% и от 1%.От 2 до 1,7% в 2010 г. (рис. 8 (а)), из которых самое высокое содержание ОВ диапазона (1,7%) было обнаружено в ZT, а самое низкое (1,2%) в DT за оба года. В 2011 и 2012 годах максимальное содержание органического вещества (1,9 и 2,0% в 2011 и 2012 годах соответственно) было зафиксировано в ZT, за которым следовали MT (1,8% в 2011 и 2012 годах). DT показал минимальное количество органических веществ (1,1%) (рис. 8 (а)). В 2012 году содержание ПОВ в ЗТ было на 34,48%, 31,03% и 25,86% выше, чем в ПОВ в 2009, 2010 и 2011 годах, соответственно. После четырех лет экспериментов содержание ПОВ в ZT составило 54.На 76%, 32,00% и 13,79% больше, чем у DT, CT и MT, соответственно (рис. 8 (а)). Было обнаружено, что содержание ПОВ в ZT постепенно увеличивалось с увеличением времени, но в случае DT верно обратное. Через четыре года SOM увеличился на 50% в ZT по сравнению с исходным статусом, тогда как MT и CT показали сравнительно меньший прирост (Рисунок 8 (a)).

3.2. Статус питательных веществ в почве после уборки урожая после каждого цикла обработки урожая

Концентрации питательных веществ значительно варьировались в зависимости от различных методов обработки почвы (Таблица 8 и Рисунок 8).Общее содержание N (%) варьировалось от 0,063 до 0,076% в 2009 году и от 0,057 до 0,082% в 2010 году. В 2010 году максимальное общее содержание N (0,082%) было обнаружено в ZT, в то время как MT показал самый высокий общий N (0,076%). ) в 2009 году. Минимальное общее содержание N (0,063 и 0,057% для 2009 и 2010 годов соответственно) было отмечено в DT (Рисунок 8 (b)). В 2011 и 2012 годах ZT показал самое высокое общее содержание N (%) (0,094 и 0,099% в 2011 и 2012 годах соответственно), за ним следовало MT, а самое низкое (0,056 и 0,057% в 2011 и 2012 годах соответственно) было в DT. .Через четыре года общее содержание N было на 73,68, 32,0 и 13,79% выше в ZT, чем в DT, CT и MT, соответственно (Рисунок 8 (b)). Было замечено, что общее содержание N (%) постепенно увеличивалось в ZT и MT с течением времени (фиг. 8 (b)).

На содержание фосфора также существенно повлияли различные методы обработки почвы (Таблица 8). В 2011 и 2012 годах самое высокое содержание фосфора (18,54 и 20,32 мг кг −1 в 2011 и 2012 годах соответственно) было обнаружено в ZT, что было значительно выше, чем при других методах обработки почвы.Наименьшее содержание фосфора (13,76 и 14,32 мг / кг -1 ) зафиксировано в ДТ. В 2009 и 2010 годах содержание фосфора существенно не варьировалось между различными методами обработки почвы. Однако оно составляло от 12,65 до 13,99 мг кг -1 и от 13,21 до 14,96 мг кг -1 в 2009 и 2010 годах, соответственно. Максимальное содержание P (13,99 и 14,86 ppm для 2009 и 2010 гг. Соответственно) было обнаружено в ZT, а минимальное (12,05 и 13,21 ppm для 2009 и 2010 гг. Соответственно) было в DT. Через четыре года доступный P составил 41.На 90, 36,74 и 9,66% больше в ZT, чем в DT, CT и MT, соответственно (Таблица 8).

Содержание серы значительно варьировалось между разными методами обработки почвы на протяжении всех лет. В 2009 и 2010 годах наибольшее содержание серы (14,00 и 16,12 в 2009 и 2010 годах соответственно) было обнаружено в ZT, за которым следовали MT. Самое низкое содержание серы (12,52 и 13,52 ppm для 2009 и 2010 гг. Соответственно) было отмечено в DT (Таблица 8). В 2011 и 2012 годах ZT также показал максимальное содержание S (17,23 и 18,89 ppm в 2011 и 2012 годах соответственно.), что было значительно выше, чем при других методах обработки почвы, за которыми следовала МТ (15,21 и 15,89 промилле в 2011 и 2012 годах, соответственно). Наименьшее содержание S (14,08 и 14,05 ppm для 2011 и 2012 гг. Соответственно) было также в DT (Таблица 8). После четырех лет экспериментов доступное содержание S было на 34,45, 30,73 и 18,88% выше в ZT, чем в DT, CT и MT, соответственно. Содержание калия также следовало той же тенденции, что и N, P и S. На содержание калия значительное влияние из-за различных методов обработки почвы произошло только в 2012 году.Он колебался от 78,0 до 93,61 частей на миллион в 2011 году и от 74,1 до 105,3 частей на миллион в 2012 году. ZT показал самую высокую концентрацию K за все годы, а минимальную - в DT (Таблица 8). После четырех лет сельскохозяйственных циклов доступный K в ZT был на 42,11, 35,0 и 17,39% выше, чем DT, CT и MT, соответственно (Таблица 8).

3.3. Влияние обработки почвы на массовую плотность корней пшеницы

Массовая плотность корней пшеницы была измерена на трех глубинах почвы, и были обнаружены различия между методами обработки почвы на разных глубинах (таблица 4).Наибольшая плотность корневой массы была обнаружена на глубине 0–15 см, а затем на глубине 15–30 см. Наименьшая плотность корневой массы отмечена на глубине 30–45 см (табл. 4). В поверхностной почве ZT показал максимальную массовую плотность корней (9,99 мг / см -3 ), а затем MT (9,92 мг / см -3 ). Минимальная плотность зафиксирована в DT (таблица 4). На глубине 30–45 см самая высокая массовая плотность корней (1,54 мг / см -3 ) была обнаружена у DT, а самая низкая (0,87 мг / см -3 ) - у ZT. Поскольку плотность корневой массы была самой высокой в ​​поверхностном слое почвы, воздействие обработки почвы на поверхность было бы более важным, чем на более глубоком слое.


Обработки Массовая плотность корней (мг · см -3 )
Пшеница Рис
0-15 см 15-30 см 30–45 см Всего 0–15 см 15–30 см 30–45 см Всего

ZT 9,99 1,98 c 0 .87 b 12,84 5,40 a 0,98 b 0,49 b 6,87
MT 9,92 2,26 b 0,93 13,11 4,90 b 1,26 b 0,63 b 6,79
CT 8,72 2,87 ab 1.21 b 12,80 4,75 b 1,87 a 0,81 a 7,43
DT 7,21 2,96 a 1,54 a 1,54 a 11,71 4,64 b 1,96 a 0,94 a 7,54
SE (±) 0,89 0,19 0,07 - 0.09 0,18 0,06 -

Цифры в столбце, имеющие общую букву (буквы), существенно не различаются на 5% уровне DMRT.
ZT: нулевая обработка почвы, MT: минимальная обработка почвы, CT: традиционная обработка почвы и DT: глубокая обработка почвы.
3.4. Влияние обработки почвы на массовую плотность корней риса

На массовую плотность корней риса также существенно повлияли методы обработки почвы (таблица 4).В поверхностной почве плотность массы корней значительно варьировалась в зависимости от обработки почвы. Максимальная массовая плотность корней 5,40 мг / см -3 была зафиксирована при нулевой обработке почвы. Глубокая обработка почвы показала самую высокую массовую плотность корней (0,94 мг / см -3 ) в более глубоком слое, а самую низкую (0,49 мг / см -3 ) - в ZT. Среди глубин поверхностная почва показала максимальную плотность корневой массы, затем подповерхностную, а минимальная плотность была отмечена в более глубоком слое. Хотя DT показал самую высокую плотность корневой массы в более глубоком слое, этот слой содержит очень небольшое количество корней, тогда как максимальная плотность корневой массы была обнаружена в ZT на поверхности почвы, где было зарегистрировано максимальное количество корней по сравнению с глубоким слоем (Таблица 4) .

3.5. Влияние обработки почвы на урожайность пшеницы

На урожайность пшеницы значительное влияние оказали различные методы обработки почвы с 2009 по 2010 год. Был обнаружен самый высокий урожай зерна (4,50 и 4,46 т га −1 в 2009 и 2010 годах соответственно). при глубокой обработке почвы следует КТ (4,22 и 4,00 т га −1 на 2009 и 2010 годы соответственно). Наименьшая урожайность зерна (2,76 и 3,00 т / га −1 за 2009 и 2010 гг. Соответственно) получена в ЗТ (Таблица 5). Глубокая обработка почвы также показала самый высокий урожай соломы (6.00 и 5,92 т га −1 на 2009 и 2010 годы, соответственно), за которыми следуют CT (5,50 и 5,80 т га −1 на 2009 и 2010 годы соответственно) и MT (5,10 и 4,60 т га −1 на 2009 и 2010 годы соответственно). Минимальная соломинка также была получена в ZT. В 2011 и 2012 годах урожайность зерна пшеницы существенно не варьировалась в зависимости от методов обработки почвы. Урожайность зерна пшеницы варьировалась от 3,53 до 4,13 т га −1 в 2011 году и от 3,69 до 4,11 т га −1 в 2012 году. Однако через четыре года разрыв в урожайности был очень минимальным (незначительным) среди различных методов обработки почвы глубокая обработка почвы показала самый высокий урожай.В отношении урожайности соломы наблюдалась аналогичная тенденция.


Обработка Урожай зерна (т га -1 ) Урожай соломы (т га -1 )
2009 2010 2011 2012 2009 2010 2011 2012

ZT 2,76 b 3.00 b 3,53 3,69 4,45 c 3,99 4,22 4,38
MT 3,89 a 3,88 a 3,71 3,88 a 3,71 5,10 до н.э. 4,60 4,8 4,60
CT 4,22 a 4,00 a 3,88 3,95 5.50 ab 5,80 4,91 5,00
DT 4,50 a 4,46 a 4,13 4,11 6,00 a 9,92 5,34
SE (±) 0,19 0,20 0,39 0,25 0,25 0,60 0,41 0,51


общие буквы существенно не отличаются при 5% уровне DMRT.
ZT: нулевая обработка почвы, MT: минимальная обработка почвы, CT: традиционная обработка почвы и DT: d .

Последние тенденции в получении поли (лактид-со-гликолид) наночастиц путем смешивания полимерного органического раствора с антирастворителем

В последние годы появилось множество наноинженерных подходов к разработке поли (лактид- со -гликолидом) (PLGA) системы носителей в виде наночастиц. Однако, не обращая внимания на многогранные проблемы при получении и описании наночастиц на основе PLGA, многие отчеты были сосредоточены на их поведении in vivo .Совершенно необходимо полностью оценить технологические аспекты выбранного метода нанокапсулирования и тщательно оценить качество наночастиц. При выборе метода наноинкапсулирования следует учитывать свойства лекарственного средства, качество наночастиц, возможность масштабирования, производственные затраты, безопасность персонала, воздействие на окружающую среду, удаление отходов и т. Д. В этом обзоре изложены основы классических методов наноинкапсулирования на основе эмульсионных шаблонов, используемых для получения наночастиц PLGA. В частности, этот обзор дает представление об испарении / экстракции эмульсионных растворителей, высаливании, нанопреципитации, мембранном эмульгировании, микрофлюидной технологии и фокусировке потока.Инновационные методы нанокапсулирования разрабатываются для решения многих проблем, существующих при производстве наночастиц на основе PLGA. Кроме того, существуют различные готовые подходы к разработке новых гибридных систем PLGA, которые могут доставлять несколько лекарств. Последние тенденции в этих областях также рассматриваются в этом обзоре. Соответствующая информация может быть полезна тем, кто готовит и разрабатывает наночастицы на основе PLGA, отвечающие их конкретным требованиям.

1. Введение

Полимерные наноносители находят разностороннее применение в солюбилизации лекарств, минимизации токсичности лекарств, улучшении стабильности лекарств, модуляции фармакокинетики, замедленном высвобождении лекарств, нацеливании, внутриклеточном перемещении и тераностике [1–5].Природные и синтетические полимеры исследуются как материалы, образующие наночастицы [6]. Среди них наиболее широко применяемыми полимерами в одобренных FDA лекарственных продуктах и ​​медицинских устройствах являются поли (лактид- со -гликолидом) и поли (молочная со -гликолевая кислота) [7]. В дальнейшем в тексте эти полимеры обозначаются аббревиатурой PLGA. Лекарственные препараты на основе PLGA, доступные в настоящее время на рынке, представляют собой имплантаты и микросферы. Физико-химические свойства, скорость биодеградации и поведение in vivo PLGA можно изменить в соответствии с конкретной целью путем изменения молекулярной массы, соотношения молочная кислота: гликолевая кислота и концевой группы.Диблочные или триблок-сополимеры, такие как PLGA-поли (этиленгликоль) (PEG), PLGA-PEG-PLGA и PEG-PLGA-PEG, также были разработаны для удовлетворения потребности в улучшении функциональности носителя [8, 9].

Существует множество различных методов наноинкапсулирования на основе эмульсионных шаблонов, используемых для приготовления носителей из наночастиц PLGA [10–12]. Типичными примерами являются испарение / экстракция растворителя в одной или двойной эмульсии, нанопреципитация, высаливание, мембранное эмульгирование, микрофлюидная технология и фокусировка потока.Каждый метод нанокапсулирования имеет определенные преимущества и недостатки. Все эти методы наноинкапсулирования имеют общую особенность - смешивание диспергированной органической фазы PLGA (в виде массы или капель) с антирастворителем. Удаление растворителя обычно выполняется выпариванием, экстракцией и / или их комбинацией. Новый термин «наноинкапсуляция» часто предлагается для обозначения принципа удаления растворителя.

Существуют многогранные вопросы, которые необходимо учитывать при получении и разработке наночастиц PLGA с помощью методов наноинкапсулирования на основе эмульсионных шаблонов.На практике обычного эмульгирования первоначальное смешение полимерной дисперсной фазы с водной фазой происходит в большом масштабе. Этот объемный процесс затрудняет приготовление капель гомогенной эмульсии и точный контроль скорости осаждения PLGA. Общие ограничения, возникающие при использовании обычных смесительных устройств, - это отсутствие воспроизводимости от партии к партии, большие различия в распределении по размерам и низкая эффективность инкапсуляции лекарственного средства. Гетерогенная популяция наночастиц демонстрирует противоречивое поведение с точки зрения системного кровообращения, биораспределения, высвобождения лекарств и клеточного поглощения.Таким образом, трудно понять, какой именно атрибут популяции наночастиц является ответственным за событие исследования. Есть и другие проблемы при производстве наночастиц на основе PLGA. Например, тип органического растворителя, используемого для растворения PLGA, представляет критические проблемы с точки зрения эмульгирования, удаления растворителя, качества наночастиц и повторного диспергирования после лиофилизации. На эти критические характеристики также влияет смесительное устройство, используемое для диспергирования полимерной дисперсной фазы в антирастворителе.Этот обзор охватывает не только основы различных методов наноинкапсулирования на основе эмульсионных шаблонов, но и инновационные подходы к решению проблем при производстве наночастиц PLGA.

2. Классические методы нанокапсулирования на основе эмульсии
2.1. Разделение фаз эмульсии / коацервация «вода в масле» (без масла)

Водный раствор лекарственного средства эмульгируют в органическом растворе (например, хлористом метилене), в котором растворен PLGA. Индуктор фазы (например,, силиконовое масло, растительное масло или минеральное масло), являющиеся антирастворителем для PLGA, но растворителем для органического растворителя, добавляют к эмульсии в / м, чтобы вызвать коацервацию. При образовании коацерватов вокруг внутренней водной фазы и их слиянии образуются зародышевые частицы PLGA. Для их отверждения суспензию дополнительно обрабатывают органическим растворителем (например, гептаном), который не является растворителем для PLGA, но является растворителем для диспергированного растворителя и индуктора фазы. ЕР 2131815 описывает принцип этого процесса и его применение для инкапсуляции различных водорастворимых лекарств в частицы PLGA [13].Этот метод обеспечивает высокую эффективность инкапсулирования гидрофильных лекарств из-за их нерастворимости в органических растворителях. Однако контролировать стадию коацервации довольно сложно, и этот метод требует больших затрат на работу с маслами в больших количествах.

2.2. Испарение / экстракция эмульсионного растворителя «масло в воде» (масло в воде). Испарение / экстракция эмульсионного растворителя

Метод испарения эмульсионного растворителя «масло в воде» включает следующие стадии: (i) эмульгирование полимерной дисперсной фазы в водной фазе, содержащей эмульгатор; (ii) диффузия растворителя из капель эмульсии в водную фазу; (iii) удаление растворителя выпариванием; и (iv) затвердевание капель эмульсии в наночастицы PLGA.Испарение растворителя обычно осуществляется путем непрерывного перемешивания при атмосферном давлении, но его скорость может быть увеличена при пониженном давлении, вакууме или повышенной температуре. Метиленхлорид, который имеет низкую температуру кипения 39,8 ° C и незначительную растворимость в воде (1,32 мас.%), Является предпочтительным растворителем. Этот метод особенно полезен для загрузки гидрофобных лекарств в наночастицы PLGA.

Перед эмульгированием в непрерывную фазу и / или органический раствор PLGA добавляют эмульгатор.Обычными примерами поверхностно-активных веществ и / или стабилизаторов являются поливиниловый спирт (ПВС), дидодецилдиметиламмонийбромид, поливинилпирролидон, солутол, полисорбат, полоксамер, карбопол, полиэтиленгликоль (ПЭГ), додецилсульфат натрия, белки, углеводы, лецитин (и ПЭГ-липид). например, ПЭГ-церамид, d - α -токоферилполиэтиленгликоль 1000 сукцинат (TPGS)). Важно отметить, что тип и концентрация сурфактанта влияют на качество наночастиц, эффективность инкапсуляции лекарства, высвобождение лекарства, фармакокинетику и клеточное поглощение / взаимодействие.Поэтому поверхностно-активное вещество следует выбирать с учетом предполагаемой функциональности и качества наночастиц PLGA.

На практике экстракции растворителем избыточное количество охлаждающей жидкости (т.е. воды) добавляют к эмульсии масло / вода, чтобы облегчить гашение диспергированного органического растворителя в водную фазу. Количество воды, используемой для экстракции растворителем, обычно превышает по крайней мере в 10 раз теоретическое количество, необходимое для насыщения воды органическим растворителем.Этилацетат со значительной смешиваемостью с водой (~ 8 мас.%) Часто используется в этом методе наноинкапсулирования. Испарение растворителя часто гибридизируется с экстракцией растворителем для эффективного удаления органических растворителей. Также выполняются другие виды лечения (например, диализ, диафильтрация / ультрафильтрация, вакуум и / или обработка сорастворителем). В таблице 1 приведены экспериментальные условия, используемые для наноинкапсулирования гидрофобных лекарственных средств, и основные свойства наночастиц PLGA. Важными параметрами процесса являются PLGA, растворитель, концентрация лекарственного средства, соотношение лекарственное средство / полимер, поверхностно-активное вещество / эмульгатор, устройство для смешивания,

.

Смотрите также